土地污染现状新视野:基于kchk生态新材料的土壤修复插棒技术插棒工装及技术解决了污染物脱离土壤。kchk材料改土kchk增加土壤缓冲能力,进一步吸附有害元素和钝化重金属,改善土壤物理性状,增强土壤保水、保肥功能。微生物技术微生物在大比表面积、高吸附能力kchk材料上实现迅速繁殖和扩散,使kchk材料具有健康化生物功能。肥化熟化技术以kchk材料制作的有机肥,使土壤保墒、透气性和营养元素提高,大幅提升土壤肥力,实现土壤肥化和熟化。PAL材料介绍PAL材料是一种采用含有众多生命元素的纳米级多孔道镁质非金属矿为原料,具有给养、保肥节肥、保墒节水、增产增收、提高农产品品质、保护生态环境等功能的土壤增肥保肥保水剂。该项目的实施将减少化肥的用量,减轻化肥对生态环境的污染。同时采用当前无法利用的矿物资源中的生命元素用于生物工程,一方面,为植物提供了营养,另一方面通过生命活动将生命元素转换到植物的机体中为人类造福。本产品与化肥混用。具有多功能多元的特点,符合肥料要向多元化发展和增钾补微的决策。依据不同农作物对氮磷钾的要求,配置多功能多元素专用肥料,能产生更好的效益。此外,用本产品生产的农产品,除提高粗蛋白外,尚含众多生命必需的化学元素,其中特别是碘和硒,对防治克山病有积极的作用。经过了多年在玉米、小麦、西瓜、西红柿、茄子和林业种植等的大田效果实验证明,既能大量减少化肥用量,又能增产和降低农业生产成本,提高农产品的品质。PAL材料研发工艺和特质PAL材料(Attapulgite)是坡缕石经过提纯、活化、改性获得的新型材料,是一种含有众多微量元素的珍稀纳米级多孔道非金属矿物质。属于特殊棒状孔径结构,吸附性能好,粘结力强、离子交换量大、比表面积突出,是非金属矿产同类中粘性最强、性能最稳定的多用途矿产资源。PAL材料主体功能这种特殊的纳米多孔晶体结构进入土壤后,可以有效地改良土壤的物理性质,特别是增加土壤对水分和空气的通透性能,有利于保水透气,对沙质土壤可增加其保水性,对粘重板结土壤可增加其透水性;PAL材料还具有很强的吸附性和内部比表面积,可以控制和固定土壤中的养分(如固氮),防止土壤中的养分流失和贫瘠化。PAL材料还具有很强的离子交换作用,可以提高土壤盐基交换能力,并且可以和多种重金属离子进行置换,对重金属污染土壤和盐碱化土壤的修复起到不可忽视的作用。同时,PAL材料含有多种有益的微量元素,补充这些元素对于提高农作物的产量及农产品品质意义非常重大,如:钛(有效成分TiO2≥5000ppm):可以促进作物对氮磷钾等营养物质的吸收,参与植物体内多种酶合成,增强作物免疫力;钼:是硝酸还原酶和固氮酶的组成部分,参与氮代谢;硼:提高光合作用和蛋白质的合成,促进碳水化合物的转化和运输,改善果实品质;锌:参与生长素的形成,促进种子成熟;硅:提高作物光合作用,活化土壤,防止重金属污染作物根部;镁:叶绿素的成分,对植物体内呼吸起着重要的作用;铁:参与作物呼吸作用和光合作用,参与叶绿素部分酶的合成;锰:与蛋白质和无机酸代谢有关;铜:呼吸作用的媒介,参与叶绿素合成和蛋白质代谢;钙:促进细胞分裂和植物根系发育;硒:人类和动物必须微量元素之一,影响人类和动物的生长和繁殖。PAL材料主体功能增大孔隙率,透气保水PAL材料特殊的纳米多孔晶体结构进入土壤后,土壤孔隙率提高,可增加土壤对水分的通透性能。对沙质土壤增加其保水性,对粘重板结土壤增加其透水性。强吸附能力,锁住养分PAL材料具有很强的吸附性,比表面积大,可以控制和固定土壤中养分,调节土壤结构,防止土壤中养分流失和贫瘠化。钝化重金属,修复土壤PAL材料可发挥强离子交换作用,提高土壤盐基交换能力,提高pH值,改良酸性土壤。可以和多种重金属离子进行置换,大大改善重金属污染土壤和盐碱化土壤。土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。有机质来源土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物。土壤中有机质的来源十分广泛。土壤有机质可分成腐蚀质和非腐蚀质。微生物是土壤有机质的最早来源。植物残体包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。这是自然状态下土壤有机质的主要来源。对森林土壤尤为重要。森林土壤相对农业土壤而言具有大量的凋落物和庞大的树木根系等特点。中国林业土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植被带划分,依次为:热带雨林,亚热带常绿阔叶林和落叶阔叶林,暧温带落时阔时林,温带针阔混交林,寒温带针叶林。热带雨林凋落物干物质量可达16700Kg/(km2·a),而荒漠植物群落凋落物干物质量仅为530kg/(nm2·a).动物、微生物残体包括土壤动物和非土壤动物的残体,及各种微生物的残体。.这部分来源相对较少。但对原始土壤来说,微生物是土壤有机质的最早来源。排泄物和分泌物土壤有机质的这部分来源虽然量很少,但对土壤有机质的转化起着非常重要的作用。废水废渣人为施入土壤中的各种有机肥料(绿肥、堆肥、沤肥等),工农业和生活废水,废渣等,还有各种微生物制品,有机农药等。有机质含量土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大,含量高的可达20%或30%以上(如泥炭土,某些肥沃的森林土壤等),含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和风沙土等)。在土壤学中,一般把耕作层中含有机质20%以上的土壤称为有机质土壤,含有机质在20%以下的土壤称为矿质土壤。一般情况下,耕作层土壤有机质含量通常在5%以上。有机质的含碳量平均为58%,所以土壤有机质的含量大致是有机碳含量的1.724倍。类型进入土壤中的有机质一般以三种类型状态存在。(1)新鲜的有机物:指那些进入土壤中尚未被微生物分解的动、植物残体。它们仍保留着原有的形态等特征。对森林土壤而言,一般指枯凋落物的L层(Litter)。相当于土壤剖面形态记述中的A。。层。(2)分解的有机物:经微生物的分解,已使进入土壤中的动、植物残体失去了原有的形态等特征。有机质已部分分解,并且相互缠结,呈褐色。包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物。对森林土壤而言,一般指枯凋落物层中的F层(Fermetation)。此层一般在土壤剖面形态记述中为A。层(3)腐殖质:指有机质经过微生物分解后并再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质。与土壤矿物质土粒紧密结合,是土壤有机质存在的主要形态类型,占土壤有机质总量的85-90%。对森林土壤而言,一般指枯落物层中H层(Humus)。在土壤剖面形态记述中,通常与上述的F层共同记为A。层。有机质组成土壤有机质的组成决定于进入土壤的有机物质的组成,进入土壤的有机物质的组成相当复杂。各种动、植物残体的化学成分和含量因动、植物种类、器官、年龄等不同而有很大的差异。一般情况下,动植物残体主要的有机化合物有碳水化合物、木素、蛋白质、树脂、蜡质等。土壤有机质的主要元素组成是C、O、H、N,分别占52%-58%、34%-9%、3.3%-4.8%,3.7%-4.1%。(1)碳水化合物3.7%-4.1%,其次是P和S,C/N比在10左右。碳水化合物是土壤有机质中最主要的有机化合物,碳水化合物的含量大约占有机质总量的15%-27%。包括糖类、纤维素、半纤维素、果胶质、甲壳质等。糖类有葡萄糖、半乳糖、六碳糖、木糖、阿拉伯糖、氨基半乳糖等。虽然各主要自然土类间植被、气候条件等差异悬殊,但上述各糖的相对含量都很相近,在剖面分布上,无论其绝对含量或相对含量均随深度而降低。纤维素和半纤维素为植物细胞壁的主要成分,木本植物残体含量较高,两者均不溶于水,也不易化学分解和微生物分解。果胶质在化学组成和构造上和半纤维素相似,常与半纤维素伴存。甲壳质属多糖类,和纤维素相似,但含有氮,在真菌的细胞膜、甲壳类和昆虫类的介壳中大量存在,甲壳质的元素组成或为(C8H13O5N4)n(2)木素木素是木质部的主要组成部分,是一种芳香性的聚合物。木素在林木中的含量约占30%,木素的化学构造尚未完全清楚,关于木素中是否含氮的问题目前尚未阐明,木素很难被微生物分解。但在土壤中可不断被真菌、放线菌所分解。由C14研究指出,有机物质的分解顺序为:葡萄糖半纤维素纤维素木素(3)含氮化合物动植物残体中主要含氮物质是蛋白质,它是构成原生质和细胞核的主要成分,在各植物器官中的含量变化很大。蛋白质的元素组成除碳、氢、氧外,还含有氮(平均为10%),某些蛋白质中还含有硫(0.3%-2.4%)或磷(0.8%)。蛋白质是由各种氨基酸构成的。一般含氮化合物易为微生物分解,生物体中常有一少部分比较简单的可溶性氨基酸可为微生物直接吸收,但大部分的含氮化合物需要经过微生物分解后才能被利用。(4)树脂、蜡质、脂肪、单宁、灰分物质树脂、蜡质、脂肪等有机化合物均不溶于水,而溶于醇、醚及苯中,都是复杂的化合物。单宁物质有很多种,主要都是多元酚的衍生物,易溶于水,易氧化,与蛋白质结合形成不溶性的,不易腐烂的稳定化合物。木本植物木材及树皮中富含单宁,而草本植物及低等生物中则含量很少。植物残留体燃烧后所留下的灰为灰分物质,其主要元素为钙、镁、钾、钠、硅、磷、硫、铁、铝、锰等,此外还有少量的碘、锌、硼、氟等元素。这些元素在植物生活中有着巨大的意义。有机质转化反应土壤有机质的矿质化过程:土壤有机质在微生物作用下,分解为简单的无机化合物的过程。土壤有机质的矿质化过程分为化学的转化过程、活动物的转化过程和微生物的转化过程。这一过程使土壤有机质转化为二氧化碳、水、氨和矿质养分(磷、硫、钾、钙、镁等简单化合物或离子),同时释放出能量。这一过程为植物和土壤微生物提供了养分和活动能量,并直接或间接地影响着土壤性质,同时也为合成腐殖质提供了物质基础。化学转化土壤有机质的化学的转化过程的含义是广义的,实际上包括着生物学及物理化学的变化。1.水的淋溶作用:降水可将土壤有机质中可溶性的物质洗出。这些物质包括简单的糖、有机酸及其盐类、氨基酸、蛋白质及无机盐等。约占5%—10%水溶性物质淋溶的程度决定于气候条件(主要是降水量)。淋溶出的物质可促进微生物发育,从而促进其残余有机物的分解。这一过程对森林土壤尤为重要,因森林下常有下渗水流可将地表有机质(枯落物)中可溶性物质带入地下供林木根系吸收。2.酶的作用:土壤中酶的来源有三个方面:一是植物根系分泌酶,二是微生物分泌酶,三是土壤动物区系分泌释放酶。土壤中已发现的酶有50-60种。研究较多的有氧化还原酶、转化酶和水解酶等。酶是有机体代谢的动力,因此,可以想象酶在土壤有机质转化过程中所起的巨大作用。活动物转化从原生动物到脊椎动物,大多数以植物及植物残体为食。在森林土壤中,生活着大量的各类动物,如温带针阔混交林下每公顷蚯蚓可达258万条等,可见活动物对有机质的转化起着极为重要的作用。机械的转化:动物将植物或残体碎解,或将植物残体进行机械的搬进及与土粒混合,均可促进有机物被微生物分解。化学的转化:经过动物吞食的有机物(植物残体)未被动物吸收部分,经过肠道,以排泄物或粪便的形式排到体外,已经经过动物体内分解或半分解。土壤动物中蚯蚓的分解作用最大,因此,在某种程度上,可用土壤中蚯蚓的数量来评价土壤肥力的高低。微生物转化土壤有机质的微生物的转化过程是土壤有机质转化的最重要的,最积极的进程。微生物对不含氮的有机物生转化:不含氮的有机物主要指碳水化合物,主要包括糖类、纤维素、半纤维素、脂肪、木素等、简单糖类容易分解,而多糖类则较难分解;淀粉、半纤维素、纤维素、脂肪等分解缓慢,木素最难分解,但在表性细菌的作用下可缓慢分解。葡萄糖在好气条件下,在酵母菌和醋酸细菌等微生物作用下,生成简单的有机酸(醋酸、草酸等)、醇类、酮类。这些中间物质在空气流通的土壤环境中继续氧化,最后完全分解成二氧化碳和水,同时放出热量。土壤碳水化合物分解过程是极其复杂的,在不同的环境条件下,受不同类型微生物的作用,产生不同的分解过程。这种分解进程实质上是能量释放过程,这些能量是促进土壤中各
本文标题:土地污染现状
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